วิธีการเลือกขนาดเครื่องวัดการไหลของไอน้ำ

การคำนวณ ตัวอย่าง และตารางขนาดฟรีสำหรับเครื่องวัดการไหลแบบวน STLU-G

คำตอบโดยย่อสำหรับการเลือกขนาดมิเตอร์วัดการไหลของไอน้ำ

ในการเลือกขนาดมิเตอร์วัดการไหลของไอน้ำ คุณต้องใช้ตัวเลขสี่ตัว ได้แก่ ความดันไอน้ำ อุณหภูมิไอน้ำ ขนาดท่อ และ ช่วงการไหล (ต่ำสุด ปกติ สูงสุด) ขนาดของมิเตอร์ไม่จำเป็นต้องเท่ากับขนาดท่อเสมอไป สำหรับการใช้งานที่มีอัตราการไหลต่ำ มิเตอร์มักจะมีขนาดเล็กกว่าหนึ่งหรือสองขนาด เพื่อให้ความเร็วของไอน้ำยังคงอยู่ในช่วงการทำงานของเซ็นเซอร์ สำหรับ มิเตอร์วัดการไหลแบบวน STLU-G ช่วงการทำงานนี้คือ 2 ถึง 76 เมตร/วินาที และช่วงการทำงานที่ขยายออกไปจะลงไปถึง 1.98 เมตร/วินาที บทความนี้จะอธิบายการคำนวณ ให้ตัวอย่างจริงสองตัวอย่าง และปิดท้ายด้วยตารางแสดงอัตราการไหลของมวลไอน้ำอิ่มตัวที่สมบูรณ์สำหรับซีรี่ส์ STLU-G

เหตุใดการปรับขนาดด้วยไอน้ำจึงไม่เหมือนกับการปรับขนาดด้วยน้ำ

น้ำนั้นง่าย ความหนาแน่นของมันยังคงใกล้เคียง 1000 กก./ลบ.ม. ไม่ว่าความดันจะเป็นอย่างไรก็ตาม ส่วนไอน้ำนั้นตรงกันข้าม หากอัดไอน้ำ ความหนาแน่นจะเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็ว และหากให้ความร้อน ความหนาแน่นจะลดลง

ลองพิจารณาไอน้ำอิ่มตัวที่ความดัน 0.4 MPa(g) ความหนาแน่นประมาณ 1.39 kg/m³ เมื่อเพิ่มความดันเป็น 1.0 MPa(g) ความหนาแน่นจะเพิ่มขึ้นเป็นประมาณ 2.95 kg/m³ อัตราการไหลเชิงปริมาตรในทางทฤษฎีจะเท่าเดิม แต่ปริมาณการไหลเชิงมวลที่แท้จริงเพิ่มขึ้นมากกว่าสองเท่า นี่คือกับดักที่ผู้ซื้อครั้งแรกส่วนใหญ่ตกหลุมพราง

ดังนั้น เมื่อมีคนบอกผมว่า “ผมมีท่อขนาด DN100 ส่งเครื่องวัดอัตราการไหลแบบหมุนวนขนาด DN100 มาให้หน่อย” ผมจึงถามถึงแรงดันและอัตราการไหลก่อนเสมอ เก้าในสิบครั้ง คำตอบเรื่องขนาดท่อจะผิด

ตัวเลขทั้งสี่ที่คุณต้องรวบรวม

ก่อนที่คุณจะใช้เครื่องคิดเลข โปรดเตรียมสิ่งเหล่านี้:

ไม่มีข้อมูลอัตราการไหลใช่ไหม? ให้ใช้ค่าที่ระบุไว้บนหม้อต้มน้ำ ใช้ 80% ของความจุที่ระบุไว้เป็นอัตราการไหลปกติ และ 110% เป็นอัตราการไหลสูงสุด มันอาจจะไม่สมบูรณ์แบบ แต่ก็ใกล้เคียงพอที่จะเริ่มต้นได้

ขั้นตอนการคำนวณทีละขั้น

ขั้นตอนที่ 1. หาค่าความหนาแน่น

ไอน้ำอิ่มตัว: ความหนาแน่นขึ้นอยู่กับความดันเท่านั้น ตรวจสอบได้จากตารางไอน้ำอิ่มตัว

ไอน้ำร้อนยวดยิ่ง: คุณต้องใช้ทั้งความดันและอุณหภูมิ ใช้ตารางไอน้ำร้อนยวดยิ่งหรือสูตร IAPWS-IF97 ประกอบการพิจารณา

คลิกที่นี่เพื่อดูข้อมูลความหนาแน่นของไอน้ำอิ่มตัวและไอน้ำร้อนยวดยิ่ง: ดาวน์โหลดตารางความหนาแน่นของไอน้ำ

ขั้นตอนที่ 2. แปลงอัตราการไหลเชิงมวลเป็นอัตราการไหลเชิงปริมาตร

Qv = Qm / ρ

โดยที่ Qv มีหน่วยเป็น m³/h, Qm มีหน่วยเป็น kg/h และ ρ คือความหนาแน่นของไอน้ำในหน่วย kg/m³

ขั้นตอนที่ 3. คำนวณความเร็ว

v = Qv / (3600 × A)

A คือพื้นที่หน้าตัดของท่อในหน่วย m² ดังนั้น A = π × (D/2)² โดยที่ D คือเส้นผ่านศูนย์กลางภายในในหน่วยเมตร

ขั้นตอนที่ 4. ตรวจสอบกับ ช่วง การ ทำงาน

ถ้าความเร็วลมต่ำกว่า 2 เมตร/วินาที เมื่อใช้เครื่องวัดความเร็วลมแบบ STLU-G ให้ลดขนาดเครื่องวัดลงหนึ่งขนาด หรือตรวจสอบว่าช่วงการวัดที่ขยายออกไป ( ต่ำสุดที่ 1.98 เมตร/วินาที ) นั้นเหมาะสมกับความแม่นยำที่คุณต้องการหรือไม่ ถ้าความเร็วสูงกว่า 76 เมตร/วินาที ให้เลือกขนาดที่ใหญ่ขึ้น หรือยอมรับการสูญเสียแรงดันที่สูงขึ้น

อ้างอิง: ช่วงการวัดอัตราการไหลเชิงปริมาตรสำหรับก๊าซและไอน้ำ รุ่น STLU-G

เครื่องวัดอัตราการไหลแบบวน (Vortex Flow meter) รุ่น STLU-G

ตารางด้านล่างแสดงช่วงอัตราการไหลเชิงปริมาตรของ เครื่องวัดอัตราการไหลแบบวนรุ่น STLU-G จาก silverinstruments.com เราจะใช้ค่าเหล่านี้เป็นข้อมูลอ้างอิงสำหรับตัวอย่างการเลือกขนาดที่จะกล่าวถึงต่อไป และเป็นพื้นฐานสำหรับแผนภูมิอัตราการไหลของมวลไอน้ำอิ่มตัวในตอนท้ายของบทความนี้

หมายเหตุ: ช่วงการวัด "มาตรฐาน" ครอบคลุมความเร็ว 2 ถึง 76 เมตร/วินาที ด้วยความแม่นยำเต็มที่ ช่วงการวัด "ขยาย" ครอบคลุมความเร็วลงไปถึง 1.98 เมตร/วินาที ด้วยความแม่นยำที่ลดลง เครื่องวัดแบบเสียบเข้าท่อมีจำหน่ายสำหรับขนาด DN200 ขึ้นไป

ตัวอย่างที่ 1. ไอน้ำอิ่มตัว ท่อขนาด DN100

เงื่อนไข:

• ไอน้ำอิ่มตัว
• 0.6 MPa(g)
• ท่อ DN100 เส้นผ่านศูนย์กลางภายใน ≈ 0.1 เมตร
• อัตราการไหลปกติ 800 กก./ชม. สูงสุด 1200 กก./ชม.

ความหนาแน่น ที่ 0.6 MPa(g), ρ ≈ 1.916 kg/m³ (จากตารางไอน้ำอิ่มตัว)

อัตราการไหลเชิงปริมาตร
Qv (ปกติ) = 800 / 3.673 ≈ 217.8 m³/h
Qv (สูงสุด) = 1200 / 3.673 ≈ 326.7 m³/h

ความเร็ว.
A = π × (0.05)² = 0.00785 ตร.ม
v (ปกติ) = 217.8 / (3600 × 0.00785) ≈ 7.7 ม./วินาที
v (สูงสุด) = 326.7 / (3600 × 0.00785) ≈ 11.6 ม./วินาที

ตัวเลขทั้งสองอยู่ในช่วงมาตรฐานของ STLU-G ที่ 2 ถึง 76 ม./วินาที ตรวจสอบกับแผนภูมิอัตราการไหลของมวลที่ท้ายบทความนี้: ที่ 0.6 MPa(g) เครื่องวัดอัตราการไหลแบบ STLU-G ขนาด DN100 ครอบคลุมช่วง 153 กก./ชม. ถึง 3065 กก./ชม. อัตราการไหลปกติ 800 กก./ชม. และอัตราการไหลสูงสุด 1200 กก./ชม. ต่างก็อยู่ในช่วงนี้ เครื่องวัดอัตราการไหลแบบหมุนวนขนาด DN100 สามารถต่อเข้ากับท่อได้โดยตรง ไม่จำเป็นต้องใช้ตัวลดขนาด

ตัวอย่างที่ 2. แนวคิดท่อเหมือนเดิม แต่ปริมาณการไหลต่ำเกินไป

เงื่อนไข:

• ไอน้ำอิ่มตัว
• 0.4 MPa(g)
• ท่อ DN150 เส้นผ่านศูนย์กลางภายใน ≈ 0.15 เมตร
• อัตราการไหลปกติ 200 กก./ชม.

ความหนาแน่น ที่ 0.4 MPa(g), ρ ≈ 1.394 kg/m³

อัตราการไหลเชิงปริมาตร
Qv = 200 / 2.675 ≈ 74.8 m³/h

ความเร็วในหน่วยเมตร DN150
A = π × (0.075)² = 0.01767 ตรม
v = 74.8 / (3600 × 0.01767) ≈ 1.18 ม./วินาที

อัตราการไหล 1.18 เมตร/วินาที ต่ำกว่าค่ามาตรฐานขั้นต่ำของ STLU-G ที่ 2 เมตร/วินาที แผนภูมิอัตราการไหลของมวลในตอนท้ายของบทความนี้ยืนยันได้: เครื่องวัด STLU-G ขนาด DN150 ที่ความดัน 0.4 MPa(g) เริ่มทำงานที่อัตราการไหล 508 กิโลกรัม/ชั่วโมง และอัตราการไหลของเราที่ 200 กิโลกรัม/ชั่วโมง น้อยกว่าครึ่งหนึ่งของค่าดังกล่าว อัตราการไหลยังต่ำกว่าช่วงการวัดที่ขยายออกไป ดังนั้นเครื่องวัดขนาด DN150 จึงไม่สามารถให้ค่าที่น่าเชื่อถือได้

วิธีแก้ไขคือ ลดขนาดลงเหลือ DN80
A (DN80) = π × (0.04)² = 0.005027 ตรม.
v = 74.8 / (3600 × 0.005027) ≈ 4.1 ม./วินาที ✓

เครื่องวัดความดัน DN80 STLU-G ที่ 0.4 MPa(g) ครอบคลุมช่วงการไหล 77 กก./ชม. ถึง 1533 กก./ชม. ดังนั้น 200 กก./ชม. จึงอยู่ในช่วงมาตรฐาน ติดตั้งโดยใช้ข้อต่อลดขนาดจาก DN150 เป็น DN80 เว้นท่อตรงด้านต้นน้ำ 20D และด้านท้ายน้ำ 5D การอ่านค่าจะคงที่และแม่นยำ

หากอัตราการไหลในสายการผลิตมักต่ำกว่า 150 กก./ชม. ควรตรวจสอบขนาด DN65 ด้วย ท่อ DN65 STLU-G ที่ 0.4 MPa(g) เริ่มต้นที่ประมาณ 94 กก./ชม. ซึ่งช่วยให้การทำงานที่โหลดต่ำอยู่ในช่วงมาตรฐาน

เมื่อปีที่แล้ว เรามีลูกค้าที่เป็นโรงเบียร์ในอินโดนีเซียที่เจอปัญหาคล้ายๆ แบบนี้เลย พวกเขาซื้อเครื่องวัดการไหลวนแบบ DN150 จากซัพพลายเออร์อื่น แล้วเฝ้าดูค่าที่แสดงเป็นศูนย์อยู่สองสัปดาห์ ก่อนจะส่งข้อมูลมาให้เรา เราจึงส่งเครื่องวัดแบบ DN80 พร้อมตัวลดขนาดไปให้ และหลังจากเริ่มใช้งานใหม่ ค่าที่แสดงก็คงที่ภายในหนึ่งชั่วโมง

ตารางขนาดฟรี: ช่วงอัตราการไหลของมวลไอน้ำอิ่มตัว (กก./ชม.) สำหรับ STLU-G

ตารางด้านล่างแสดงช่วงอัตราการไหลของมวลไอน้ำอิ่มตัว (กก./ชม.) ที่เครื่องวัดการไหลแบบวน STLU-G สามารถวัดได้ที่ความดันเกจทั่วไป ค่าต่างๆ คำนวณจากช่วงปริมาตรมาตรฐานของ STLU-G และความหนาแน่นของไอน้ำอิ่มตัวที่แต่ละความดัน ใช้เป็นข้อมูลอ้างอิงในการเลือกอย่างรวดเร็วสำหรับการใช้งานที่ทางออกของหม้อไอน้ำ ท่อส่งไอน้ำ และท่อจ่ายไอน้ำ

หม้อไอน้ำจำเป็นต้องใช้เครื่องวัดการไหลของไอน้ำ

ช่วงแรงดัน: 0.1 ถึง 0.8 MPa(g) หน่วยการไหล: กก./ชม.

ช่วงแรงดัน: 0.9 ถึง 1.6 MPa(g) หน่วยการไหล: กก./ชม.

หมายเหตุ:

1. ความดันทั้งหมดเป็นความดันเกจ (MPa(g)) เพิ่ม 0.1013 MPa เพื่อให้ได้ความดันสัมบูรณ์
2. ค่าอัตราการไหลของมวลคำนวณได้จาก: ช่วงอัตราการไหลเชิงปริมาตร × ความหนาแน่นของไอน้ำอิ่มตัวที่ความดันที่กำหนด
3. ไอน้ำแรงดันต่ำมีความหนาแน่นต่ำ ดังนั้นมิเตอร์เดียวกันจึงวัดอัตราการไหลของมวลได้น้อยกว่าที่แรงดันต่ำ เลือกขนาด DN ที่อัตราการไหลปกติของคุณสูงกว่าค่าต่ำสุดที่ระบุไว้ และอัตราการไหลสูงสุดของคุณต่ำกว่าขีดจำกัดบน
4. สำหรับไอน้ำร้อนยวดยิ่งหรือแรงดันที่อยู่นอกเหนือตารางนี้ โปรดแจ้งเงื่อนไขการใช้งานของคุณให้เราทราบ และเราจะคำนวณช่วงค่าที่เหมาะสมสำหรับคุณ

5 ข้อผิดพลาดที่เราพบเห็นทุกสัปดาห์

1. การกำหนดขนาดโดยพิจารณาจากขนาดท่อเพียงอย่างเดียวคำนวณความเร็วของน้ำก่อน ท่อขนาด DN100 ไม่ได้หมายความว่าจะต้องใช้มิเตอร์ขนาด DN100 เสมอไป
2. เลือกขนาดให้เหมาะสมกับอัตราการไหลสูงสุดเท่านั้นโดยทั่วไปโรงงานส่วนใหญ่ทำงานที่ระดับโหลด 50 ถึง 70% ตลอดเวลา หากอัตราการไหลขั้นต่ำต่ำกว่า 2 m³/s มิเตอร์ก็จะไร้ประโยชน์ครึ่งวัน ดังนั้นควรเลือกขนาดให้เหมาะสมกับความต้องการขั้นต่ำ
3. สับสนระหว่างแรงดันเกจและแรงดันสัมบูรณ์ตารางไอน้ำอิ่มตัวทำงานในหน่วยความดันสัมบูรณ์ ให้บวก 0.1013 MPa เข้ากับค่าที่อ่านได้จากมาตรวัดก่อนที่จะตรวจสอบข้อมูลใดๆ ที่ค่า 0.4 MPa(g) การอ่านตารางที่ 0.4 MPa แทนที่จะเป็น 0.5 MPa จะได้ความหนาแน่น 2.16 kg/m³ แทนที่จะเป็น 2.67 kg/m³ ดังนั้นอัตราการไหลของมวลจึงต่ำกว่าความเป็นจริงประมาณ 19% เราพบข้อผิดพลาดนี้บ่อยครั้งในข้อกำหนดของลูกค้า
4. ไม่สนใจการปฏิเสธโดยทั่วไปแล้ว STLU-G จะมีอัตราส่วนการไหลตั้งแต่ 8:1 ถึง 20:1 และสามารถสั่งซื้ออัตราส่วน 30:1 ได้ตามต้องการ หากอัตราการไหลของคุณเปลี่ยนแปลงจาก 100 กก./ชม. เป็น 5000 กก./ชม. ในสายเดียวกัน เครื่องวัดการไหลแบบกระแสน้ำวนตัวเดียวจะไม่สามารถรองรับได้ คำตอบคือการใช้เครื่องวัดสองตัวขนานกัน หรือใช้เทคโนโลยีอื่น
5. ไม่ต้องปฏิบัติตามกฎท่อตรงมิเตอร์ที่มีขนาดพอดีเป๊ะที่ติดตั้งหลังข้อต่อท่อก็ยังคงอ่านค่าผิดพลาดได้ ระยะห่างขั้นต่ำสำหรับ STLU-G คือ 20D ก่อนถึงข้อต่อ และ 5D หลังข้อต่อ หากน้อยกว่านั้น ค่าความคลาดเคลื่อนจะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว

ต้องการความช่วยเหลือในการเลือกขนาดที่เหมาะสมใช่ไหม?

เครื่องวัดอัตราการไหลแบบหมุนวนสำหรับไอน้ำ

ส่งข้อมูลสี่บรรทัดนี้มาให้เรา แล้วเราจะตอบกลับพร้อมรายงานขนาดและใบเสนอราคาภายใน 12 ชั่วโมง:

1. ความดันไอน้ำ (MPa หรือ bar, เกจหรือสัมบูรณ์ โปรดระบุ)
2. อุณหภูมิไอน้ำ (°C) และอิ่มตัวหรือร้อนยวดยิ่ง
3. ขนาดท่อ (DN หรือ นิ้ว)
4. ช่วงอัตราการไหล: ต่ำสุด ปกติ สูงสุด (กก./ชม. หรือ ตัน/ชม.)

หากคุณแจ้งสัญญาณเอาต์พุตที่ต้องการ (4-20 mA, RS485 Modbus, HART หรือพัลส์) และแหล่งจ่ายไฟ (24 VDC หรือ 220 VAC) เราจะระบุหมายเลขรุ่น STLU-G ที่สมบูรณ์ในใบเสนอราคา พร้อมสำหรับการสั่งซื้อได้ทันที